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精品资料50(10)tA门吊计算书.A 门 式 起 重 机50/10t×30m×12m计算书计算： 审核： 批准： 溧阳市起重机厂有限公司2009-2-18目 录一、 主要技术参数二、 小车计算三、 小车计算四、 大车运行机构与轮压计算五、 主梁计算（一） 重量及载荷数据（二） 截面外形尺寸及相关数据（三） 主梁强度刚度计算A 强度计算B 刚度计算六、 刚性腿计算七、 门架（马鞍）计算八、 柔性腿计算九、 刚性腿下横梁计算十、 稳定性计算十一、 计算小结参考文献1、起重机设计规范GB3811-83中国标准出版社19832、起重机设计手册中国铁道出版社2001北京3、通用门式起重机GB/T14406-93一、 起重机基本参数： 最大起重量：Q50t 跨 度：LK30m 悬臂长度：L7m基 距：L8.5m 起升高度： H12m 工作级别： A5级 起重量：50/10t 起升速度：6.2m/min 12.5m/min 小车行走速度：38.5m/min 大车行走速度：32.2m/min门机总重: 146t小车总重: 13.5t 二、小车计算：I、起升机构A 主起升1、钢丝绳的先择(1) 钢丝绳所受最大静拉力 Smax 53195 N(2) 钢丝绳最小直径 dminCSmax0.085×5319519.6mm 选钢丝绳：30NAT6×19WFC1770，d24mm 钢丝绳破断拉力总和t525000N（GB/T8918-2006）(3) 钢丝绳实际安全系数 n5.39n5 (安全)2、卷筒的选择(1) 卷筒直径：D卷ed20×30600mm 取D卷650mm(2) 卷筒长度：L0 891mmL2×891260+382080mm取L双2080mm,所以选择卷筒：D卷×L650×2000mm (3) 卷筒转速：n卷14.64转/分(4) 卷筒壁厚: c c卷筒材料取Q345-B ，=21.2>=21.2+11.5=32.7，取有效板厚=40L3D实际压应力:c=128.2N/mm2172.5卷筒合格.3、电动机的选择 N静 58KW NJCG·N静0.9×5852.2KW 选电动机：YZR280S-8 N计52KW，(S4 25%, n712r/min)N名75KW，n585r/min (S3 40%,防护等级IP44) 4、减速器选择(1) 起升机构总传动比 in/n=712/14.64=48.63(2) 选择减速器：ZQ850-25-3CA i48.57 N减47.5KW(3) 实际速度 V起 6.2m/min5、制动器选择 TzKz· =608.6N·m选择制动器：YWZ400/90，额定制动力矩T=1600N·mB 付起升1、钢丝绳的先择(1) 钢丝绳所受最大静拉力 Smax35482 N(2) 钢丝绳最小直径 dminC0.095×17mm 选钢丝绳：18NAT6×19WFC1770，d18mm 钢丝绳破断拉力总和t126000N（GB/T8918-2006）(3) 钢丝绳实际安全系数 n6.47n5 (安全)2、卷筒的选择选择卷筒：D卷×L380×1500mm 卷筒转速：n卷 30.4转/分3、电动机的选择(1) 电动机功率的计算 N静23.3KW NJCG·N静0.8×23.318.64KW 选电动机：YZR200L-6 N名26KW，n958r/min (S3 40%,防护等级IP44)4、减速器选择(1) 起升机构总传动比: i 31.5(2) 选择减速器：ZQ500- -3CA i31.5 N减18.1KW(3) 实际速度 V起 12.5m/min5、制动器选择 TzKz·374N·m选择制动器：YWZ300/45，额定制动力矩T=630N·m、小车运行机构计算已知：起升载荷：50×104 N 小车自重：13.5×104 N 车轮直径：D=500mm 轴承内径：dz=110mm运行速度：V小运=38.5/min 1、运行阻力计算(1) 小车满载时: Fm(QG) 摩擦阻力系数=0.01【手册P110表2-3-5】Fm(5013.5)×104×0.01=6350N(2) 坡度阻力: Fp(QG).i(5013.5)×104×0.002=1270N(3) 风阻力: FwCKhqA=1.2×1×90×25=2700N (4) 小车运行总阻力：FjFmFpFw63501270+270010320N 2、电动机计算(1) 电动机的静功率 Pj =7.3KW(2) 选择电动机：PKd·Pj1.1×7.38.03KW 选择电动机：YZR160M2-6 N8.5KW n930r/min 3、减速器选择： i 37.94 选择减速器：ZSC600 i=37.9 N减14KW 4、实际运行速度： V小运38.5m/min 5、制动器选择：电动机高速轴上额定转矩Mg =9550×N/n=9550×8.5/930=87.3N·m 选择YWZ-200/25 制动力矩T200N·m安全系数K=200/87.3=2.3>1.25 通过四、大车运行机构与轮压计算(一)主要部件的参数 1、主梁：（包括轨道及走台栏杆） 73.8t 2、刚性支腿：（扶梯、平台、司机室） 26.5t 3、马鞍： 6.2t5、50/10t小车： 13.5t 6、大车运行机构： 14.1t7、下横梁： 5.9t 8、其他： 6.3t 9、总重： 46.3t10、车轮8只。(二) 风载荷计算（平行于大车轨道）A、正常工作状态 q=150N/m21、 小车风阻力FW1=C·Kh·q·A=1.2×1×150×(4X2.5)=1800N(高H=15m)2、 大梁风阻力FW2=1.5×1×150×(1.828X50)=20565N (H=13.1m)3、 刚性腿风阻力FW3=1.38×1×150×( ×10) ×4=13628.88 N(H=9m)4、 吊重风阻力FW5=1.5×1×150×25=5625N (H=9m)B、工作状态最大风压q=250N/m21、 小车风阻力FW1=C·Kh·q·A=1.2×1×250×(4×2.5)=3000N(高H=15m)2、 大梁风阻力FW2=1.5×1×250×(1.828×50)=34275N (H=13.1m)3、 刚性腿风阻力FW3=1.5×1×250×( ×10) ×4=24690N(H=9m)4、 吊重风阻力FW5=1.5×1×250×(35×2)=26250N (H=35m)C、非工作状态 q=800N/m21、 小车风阻力FW1=C·Kh·q·A=1.2×1.6×800×(5.8X3.3)=58800N(高H=47m)2、 大梁风阻力FW2=1.5×1.51×800×(4.35X75)=591165N（H=43.2m） 3、 刚性腿风阻力FW3=1.5×1.36×800×(3.506×34.6)X2=395948N(H=28m)4、 柔性腿风阻力FW4=1.5×1.3×800×(10.795+94.875)=164845N （H=24m）（三）惯性载荷计算 大车起制动加速度 =0.1m/s2) 1、小车惯性力P小车惯=1.5×m×=1.5×35700×0.1×2=10710N (H=47m) 2、大车运行机构惯性力P大车惯=1.5×100300×0.1=15045N (H=2m)3、刚性腿惯性力 P钢惯=1.5×135.6×103×0.1=20340N (H=28m)4、柔性腿惯性力 P柔惯=1.5×64.8×103×0.1=9720N (H=24m)5、除大车、小车、刚绕腿外整机自重引起惯性力P主梁 等=1.5×(809-71.4-100.3-135.6) ×103×0.1=75255 N (H=42m)（四）大车车轮轮压1、刚性腿侧轮压的计算:(1) 刚性腿、马鞍自重引起的轮压 P1=6.24t(2) 除小车、刚性腿、马鞍、柔性腿,整机自重引起的轮压 P2=10.89t(3) 吊重与小车自重引起的轮压(两满载小车在有效悬臂处) P312.27t(4) 风载荷引起的轮压(工作状态)P4 = =2.14t(5) 惯性载荷引起的轮压P5 =0.78t刚性腿侧轮压P轮= P1 +P2 +P3+P4+P5=6.24+10.89+12.27+2.14+0.78=32.32t 最大轮压P轮=1.06×32.32=34.3t，车轮直径630.2、柔性腿侧轮压的计算:(1) 柔性腿自重引起的轮压 P1=2.7t(2) 除小车、刚性腿、马鞍、柔性腿,整机自重引起的轮压 P2=10.89t(3) 吊重引起的轮压(两满载小车在柔腿极限位置处)P310.26t(4) 风载荷引起的轮压(工作状态)P4 = =2.14t(5) 惯性载荷引起的轮压P5 =0.78t柔性腿侧轮压P轮= P1 +P2 +P3+P4+P5=2.7+10.89+10.26+2.14+0.78=26.77t 最大轮压P轮=1.06×26.77=28.38t，车轮直径630. (五)、运行机构计算1、 满载时摩擦阻力 Fm(QG(200809)×104×0.015151350N2、 坡度阻力 Fp(QG)(200809)×104×30270N3 风阻力:(1) 双小车风阻力Fw1CKhqA=1.2×1×150×(19.14+19.14)=6890N(2) 大梁风阻力Fw2CKhqA=1.5×1×150×327.75=73744N(3)刚性腿风阻力Fw3CKhqA=1.38×1×150×121.3×2=50218N(4)柔性腿风阻力Fw4CKhqA=1.38×1×105.7=21880N(5) 大车运行机构Fw5CKhqA=1×1×150×3=450NFw=6890+73744+50218+21880+450=153182总阻力：FjFmFpFw15135030270+153182334802N 4、电动机的选择(1) 电动机的静功率 Pj9.87KW(2) 选择电动机：PKd·Pj1.1×9.8710.86KW 选择电动机：YZP160L-6 N11KW n970r/min 5、减速器选择：i100.46 选i45/18×40.17=100.425选择减速器：ZQ500-40-3/4 N减15KW 实际运行速度：V大运19.1m/min 6、制动器选择：电动机高速轴上额定转矩Mg =9550×=9550×=108.3 N·m 选择YWZ-200/25 制动力矩T200N·m安全系数K=1.847>1.25 选YWZ-200/25× 12台通过五、主梁计算(一)重量及载荷数据：1、 单根大梁自重365400/2kg（含轨道、栏杆等），大梁总长75031mm。因此大梁自重均布载荷：q24.33kg/cm2、 起升动载系数：起升速度V0.2m/s时，查的22min1.05【手册P13表1-3-5】；自重载荷系数1=1.1，小车总重71400kg(100/20t小车自重35700kg，两小车相同)，因此单个主梁所受的集中载荷：P144270kg。(二)截面外形尺寸及相关数据：1、 主梁：F=204260 mm2Ix54167359cm4， Wx250587cm3； Iy13796239 cm4，Wy124937cm3； 此为危险截面，在大梁跨中(三)主梁强度刚度计算 A、强度计算： 1、垂直平面内跨中（集中载荷及大梁自重）引起的强度计算： 1）、集中载荷P引起的跨中弯矩Mp144270×=200174625kgcm 集中载荷P引起的跨中应力p798.8kg/cm2 2)、大梁自重引起的跨中弯矩Mq=109326855kgcm大梁自重引起的跨中应力q436.3kg/cm2垂直平面内p+q798.8+436.3=1235.1kg/cm 2、水平平面内（大车制动惯性力及风力）引起的强度计算： 1）、大车制动时，小车在跨中起吊额定负载时小车轮压引起的惯性力P惯5ma【手册P14式1-3-14】5=1.5a加速度 a=0.1【手册P14表1-3-7】P惯1.5×144270×0.121640.5N2164kg引起的跨中弯矩Mp惯2164×3002550kgcm引起的跨中应力p惯24kg/cm2 2）、大车制动时，大梁自重引起的惯性力：q惯=5qa=1.5×24.33×0.1=3.65N/cm=0.37kg/cm引起的跨中弯矩Mq惯1777850kgcm引起的跨中应力q惯14.2kg/cm2 3)、大梁风载荷引起的强度计算风压q=250N/m2=25kg/m2=0.0025kg/cm2,大梁高4370mm(含轨道)均布风力q风=CKhqh=1.6×1×0.0025×437=1.75kg/cm引起的跨中弯矩Mq风8408750kgcm引起的跨中应力q风67.3kg/cm2 4）、小车及重物风载荷引起的强度计算： 小车1迎风面积A=5.8×3.3=19.1m2(小车外形尺寸：宽×高)小车2迎风面积A=5.8×3.3=19.1m2(小车外形尺寸：宽×高)200t重物迎风面积A=55m2【手册P17表1-3-17】风力P风=CKhqA=1.2×1×25×(19.1+19.1+55)=2796kg通过小车轮压作用到大梁的P风=引起的跨中弯矩MP风=1398×引起的跨中应力P风=水平平面内=24+14.2+67.3+17.3=122.8 3、集中轮压对轨道下腹板的局部挤压应力：m= 【手册P711式4-5-50】P小车轮压P=（200000+71400）÷8=33925kg，最大为两小车抬吊200t和小车自重hy轨面至腹板高度hy=130+20=150mm主腹板厚度=16mmm=6.06kg/mm2=606kg/cm21.4I=1.4×=2415 kg/cm2 4、在跨中时腹板的切应力=Q小车在跨中时主梁截面计算剪力Q=144270kgS重心以上截面的静矩S=149460cm3-腹板厚度和，=14+14=28mm=142.2kg/cm2 = /=1328 kg/cm2大梁所有拉应力=1.15(1235.1+122.8)=1562kg/cm2(其中:1.15为偏轨梁约束、扭转系数) =-=2300kg/cm2大梁所有合成应力：= =1386kg/cm2=2300 kg/cm2 结论：强度合格B、刚度计算：1、主梁跨中静绕度： 载荷P=135700kgy=5.9cmy=7.75cm2、 主梁悬臂端静绕度：y=-=-=0.41cmy=1.5cm其中:k=0.877结论：绕度合格六、刚性支腿计算：1、刚性支腿上端：Ix79498917cm4，Wx302162cm3； Iy36636141cm4，Wy234246cm3；F=2007.84 cm2 此为危险截面，离地高度：40720mm2、刚性支腿下端：Ix2491436cm4，Wx33219cm3； Iy2588319cm4，Wy34789cm3；F=711.36 cm2 此为危险截面，离地高度：6145mm 3、 刚性支腿离下端0.72h：Ix49863357cm4，Wx227947cm3；Iy28519288cm4，Wy190701cm3；4、 刚性支腿离下端0.45h：Ix22262927cm4，Wx135050cm3；Iy14325606cm4，Wy118003cm3；A、门架平面内计算： 由于采用一刚一柔的门架结构，因此最不利的工况为2台小车起吊200t在刚性腿端。1、 上端支反力:1)由主粱自重引起的支反力:V1=1L1) =1.1×24.3312)=115081Kg2)小车在跨端制动时，小车及重物(集中载荷144270kg)引起的支反力:V2=1442705.25)/62=156486Kg3)由马鞍自重引起的支反力:V3=1=1.1KgV上= V1+V2+V3=115081+156486+8085=279652 Kg2、门架平面内轨道对支腿水平推力： 1)、作用在支腿上的风载荷引起的水平推力P风：刚性腿迎风面积：A=(3.128+1.488)/2×41×2=189.3m2 P风=CKhqA=1.5×1×25×189.3=7099kg， 2)、小车制动引起的支腿下端水平惯性力PHX=(Q+ PGX)=(200000+71400)=19386Kg门架平面内轨道对支腿水平推力之和(单腿)：=(P风+ PHX)=(7099+19386)=13243 Kg门架平面内支腿上端弯矩: M门上= HA·h=13243×4072=53925496 Kg·cm门架平面内支腿下端弯矩: M门下= HA·h=13243×614.5=8137800 Kg·cmB、 支腿平面内计算：（一）、下端支反力:1、由主粱自重引起的支反力:V1=4L1) =1.1×24.3312)=115081Kg2、小车在跨端制动时，小车及重物(集中载荷144270kg)引起的支反力:V2=1442705.25)/62=156486Kg3、由马鞍自重引起的支反力:V3=1=1.1Kg4、由支腿自重:V4=1=1.1Kg5、大车制动时水平惯性力对支腿引起的支反力： V5=PH =5ma5=1.5, a加速度 a=0.098【手册P14表1-3-7】1)移动载荷=1.5200000+71400)0.098/9.8=9160kg2)主 粱=1.50.098/9.8=5906kg3)支 腿=1.50.098/9.8=2644kg4)马 鞍 架=1.50.098/9.8=518kgV5=9160+5906+2644+518=18228 kg6、支腿平面内水平风力对支腿引起的支反力：1）、大梁风力引起的支腿平面受力的一半： 大梁迎风面积：A=4.27×(62/2+12)=183.61m2P风=CKhqA=1.5×1×25×183.61=6885kg，离地高度：43.2m2）、支腿、司机室风力引起的支腿平面受力： 刚性支腿迎风面积：A=3.381×34.6×2=234m2 司机室等迎风面积：A=4m2 支腿平面受力P风=CKhqA=1.5×1×25×(234+4)=8925kg，离地高度：28m3）、小车及重物风力引起的支腿平面受力：小车1迎风面积：A=5.8×3.3=19.14m2(小车外形尺寸：宽×高)小车2迎风面积：A=5.8×3.3=19.14m2(小车外形尺寸：宽×高) 200t重物迎风面积：A=55m2【手册P17表1-3-17】风力P风= CKhqA=1.2×1×25×(19.14+19.14+55)=2798kg，离地高度：43mV6=(6885×43.2+8925×28+2798×43)/20=33382 kgV下= V1+V2+V3+V4+V5+V6=115081+156486+8085+74580+18228+33382=405842Kg（二）、静不定力H的计算 支腿平面换算惯性矩P.17已算出I1换Iy2852×104cm4 静不定水平推力 见手册P.702表4-5-9 M1NA·aH·h1 M3NA(ac)H·h1 M4NA(ac)H(h1h2)H，N1N2NA405842Kg=406×104N112(1)()2(1) (1)2式中：h134.6×103, h24.112×103,bk4×103,a8×103, B20×103,E2.1×105,l35.5×103 C2.21×103,b8.42×103,I12852×108mm4,I3294×108mm411××2(1 )()2(1)×(1)2 0.004531P×()2 ×××()2××(1)4945H109.16×104 N 支腿上载面的弯矩（I-I断面）MINA·aH·h1406×104×8×103109.16×104×34.6×103 529×107 N·mm 支腿下截面的弯矩（-断面）a、 支腿侧PG引起的水平推力 HD0.098× 0.098×3.6×104 Nb、 下截面弯矩（-断面） MH×0.524HD×6.145109.16×104×0.5243.6×104×6.145 79.32×107 N·mmC、支腿强度计算 1、强度校核 I 543.6 1044 Kg/cm2 2、考虑支腿受压和受弯构件，支腿总体稳定性验算 门架平面内稳定性NVAVB406×104 N受压稳定系数的计算式中：1为变截面支腿的折算长度系数，由手册表4-5-13查得 当0.0313 查得12.04支腿在龙门架平面内的支承情况可视为上端固定，下端铰支，则：0.7见手册712页，支腿高度h34.6m，求距小端0.45h的最小惯性半径前面（18页）已算出Imin2226×108mm4min1219mm40.5b类截面查手册表4-1-24得0.835算得Mx，MyMx0.45h254×107 N·mmMy0.45h527.2×107 N·mm 0.45h 104.6N/mm2 材料Q345B 支腿平面内稳定性 式中：1为变截面支腿的折算长度系数，由手册表4-5-13查得 当0.0706 查得11.769 0.2，h34.6mmin912mm, 13.4查表4-1-24中b类截面得0.980.45h 100.21N/mm2 七、门架（马鞍）U型梁验算 U型梁 马鞍截面几何参数A81600mm2Ix294.13×108 mm4WU型梁41.3×106 mm4U型梁 128.7 N/mm2材料Q345-B八、柔性腿计算柔性腿集中力P 387.1×104 Ntg10.305 117°， 73°0.66h高度处的截面A-AB（19751462）×0.661462 1800mm（图中）A1500mm（图中）F79200mm2 Ix412.14×108mm4 Wx45.2×106mm3 杆件长细比 式中：720mm 45.57 表4-1-24查得0.832 ÷(0.832×79200)30.7N/mm2 满足要求九、下横梁的计算：1、轴向力：要考虑载荷、小车自重、大梁自重的一半、刚性支腿自重、司机室自重、电器自重、扶梯自重等。 P=100000×1.05+38600×1.1+90000÷2×1.1+47979×1.1+20000×1.1+8355×1.1=295674kg 轴向力引起的弯矩：M=295674×(1400-400)÷4=73918500kgcm 应力：=604kg/cm22、惯性力、风力引起的弯矩：M=2489×(3316.4456.7)+689×(3151.4456.7)+1168×(1563.9456.7)+2160×(3161.4456.7)+2040×(1928.7456.7)+1704×(3316.4456.7)=23985612Kg.cm 其中刚腿下横梁离地高度：4567mm 应力：=196kg/cm23、大车偏斜运行力引起下横梁水平应力的计算： 偏斜力：P=23831kg 下横梁弯矩：M=23831×(1400-400)÷2=11915500kgcm 应力：=244kg/cm2合计：=604+196+244=1044kg/cm2 =1567kg/cm2十、稳定性效核(一)非工作状态(横向工况,大车行走方向的暴风侵袭)： 非工作状态风压(沿海)：q=800N/m2, 1 大梁迎风面积：A=4.35×75=326.25m2,高度变化系数：Kh=1.51，风载系数：C=1.5 P风=CKhqA=1.5×1.51×800×326.25=591165N，离铰接点高度：39m 2 刚性支腿、司机室迎风面积A=(3.506×34.6)×2=242.6m2， 高度变化系数Kh=1.36，风载系数C=1.5 P风=CKhqA=1.5×1.36×800×242.6=395923N，离铰接点高度：24.6m 3 两台小车迎风面积：A=5.8×3.3×2=38.3m2,高度变化系数：Kh=1.6，风载系数：C=1.2 P风=CKhqA=1.2×1.6×800×38.3=58829N，离铰接点高度：43.6m 4 柔性支腿迎风面积：A=105.7m2,高度变化系数：Kh=1.5，风载系数：C=1.3 P风=CKhqA=1.5×1.3×800×105.7=164892N，离铰接点高度：20.6m 风力引起的倾覆力矩：M=591165×39+395923×24.6+58829×43.6+164892×20.6=38756860Nm 起重机自重为：8090000N，大车轮距的一半为：10m 自重稳定性系数为：=1.981.15【手册P54】 (二)工作状态(纵向工况,悬臂平面)： 对带悬臂的门吊应验算（手册P53）纵向工况1与纵向工况21、纵向工况1（悬臂平面，无风静载，参见手册图1-7-12）小车位于悬臂端，起吊额定起升载荷，其抗倾覆稳定性为：M0.95(G1·CG2·a)1.4PQ·a式中：G1桥架重力，G1809×1042×35.7×104737.6×104N G2小车重力，将两个小车自重合拼成一个集中力，2×35.7×10471.4×104N，其离刚腿中心的臂距5.5m PQ起吊额定载荷，将两个载荷同样方法合成一个力200×104N，其离刚腿中心臂距5.5mM0.95×(737.6×104×71.4×104×5.5)1.4×200×104×5.514344×104N·m0稳定2、纵向工况2（悬臂平面，有风动载，参见手册图1-7-12）满载小车在悬臂端起（制）动，工作状态下的最大风力向不利于稳定的方向吹，其抗倾覆稳定性计算：M0.95(G1·CG2·a)1.2PQaIPh2I2h3F1h1FQh2式中：IP小车运行起(制)动引起的物品的水平惯性力（N），IP1.5××0.093.3×104N 离地：45.37mI2小车运行起(制)动引起的小车的水平惯性力（N）I2P主动(2Q1G小车) (1.2×200×1041.1×71.4×104)×22.8×104N 离地：45.37mF1纵向作用于桥架上的风力FQ作用于物品上的工作状态下最大风力（风压按q）NF1h1FQh23355×43114520×2730486×454608175 N·m其中：主梁纵向风力及离地高度P主风C·Kh·q·A1.6×1×250×1.978×4.243355N离地43m支腿风力及离地高度P支风1.6×1×250×(32.8×2×35×2)114520N 离地：27m小车和负荷的风力及离地高度PQ1.2×1×250×(3.1×5.1)30486N 离地：45mM0.95(737.6×104×23.271.4×104×5.5)1.2×200×104×5.53.3×104×45.3722.8×104×45.37460.8175 12919×104 N·m0 满足稳定 结论：本起重机风力倾覆稳定性满足要求！十一、计算小结 通过上面各机构及金属结构计算，各项指标均符合起重机设计要求，安全可靠。请上级部门审核！